荔枝派zero移植

开发板介绍

荔枝派zero
CPU：sun8i-v3s
TF卡启动
带扩展板
- 以太网接口
- 5寸液晶屏
- SDIO wifi：rtl8723bs
- microUSB
- 3.5 mm音频接口

移植过程简介

配置开发环境
- Linux HOST主机
- 交叉编译链
- 依赖库和工具
- 源码
移植部分（采用主线Linux）
- Uboot
- Linux内核及驱动
- 根文件系统buildroot或debian

配置开发环境

参考教程

参考教程1
参考教程2
参考教程3

HOST Linux系统的选择

建议使用Debian系或者Ubuntu（安装库和工具的时候方便且可靠，还有教程多:) ）
我使用的时Deepin20，debian文件系统（需要先安装apt工具，默认未安装）
推荐使用虚拟机或者docker
- 系统环境纯净稳定
- 方便后续开发

安装交叉编译链

V3s为ARM架构，采用HOST交叉编译的方法，生成目标机器的代码。本文选用的时linaro公司推出的arm-linux-gnueabihf交叉编译工具。公司维护编译代码可靠性高稳定性好。在学习使用buildroot编译根文件系统时，发现可以源码编译生成交叉编译工具，但个人并不推荐（有公司提供维护的交叉编译链，稳定且香）。我的HOST是x86_64的系统，所使用的时x86_64版本的交叉编译器，编译器版本为7.5.0。

cd ~/Download wget https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/latest-7/arm-linux-gnueabihf/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz sudo tar xf gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz -C /opt sudo mv gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf arm-linux-gnueabihf-gcc #重命名文件夹为arm-linux-gnueabihf-gcc

下载并安装后，配置编译器的路径到PATH，全局可见，方便bash和make。

echo "PATH=\$PATH:/opt/arm-linux-gnueabihf-gcc/bin" >> ~/.bashrc source ~/.bashrc

系统移植

编译U-boot

从gihub上下载荔枝派官方修改过的U-boot源码。

cd ~/code/licheepi-zero git clone https://github.com/Lichee-Pi/u-boot -b v3s-current

编译前，可能需要安装一些依赖及工具。

sudo apt install u-boot-tools python3-distutils python3-dev swig build-essential libncurses5-dev git

进入代码文件，根据自己的开发板（屏幕分辨率），配置并编译。

cd u-boot # make ARCH=arm LicheePi_Zero_480x272LCD_defconfig make ARCH=arm LicheePi_Zero_800x480LCD_defconfig #根据你使用的屏幕分辨率进行选择 # make ARCH=arm LicheePi_Zero_defconfig #没有屏幕 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j4

也可以模仿defconfig文件，编写适配自己的外设，主要针对LCD屏幕
编译生成的U-boot镜像在u-boot的根目录下，u-boot-sunxi-with-spl.bin文件。

编译Linux内核

从github上下载荔枝派官方修改的Linux源码。本文默认使用的是zero-5.2.y分支（该分支的配置文件和驱动适配的很好，已经适配了音频、有线网卡等的驱动，并编写了相应的dtb）。

cd ~/code/licheepi-zero git clone https://github.com/Lichee-Pi/linux.git -b zero-5.2.y

可能需要安装一些依赖包和工具。

sudo apt install flex bison libssl-dev device-tree-compiler

进入源码文件夹，配置并编译。

cd linux # make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- sunxi_defconfig # linux官方提供的sunxi_deconfig配置 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- licheepi_zero_defconfig # lichee官方提供的配置，驱动、dtb都修改了

sunxi_defconfig并没有开启有线网卡的驱动。如果需要使用有线网卡，还需要在menuconfig中开启。首先执行。

ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- make menuconfig

并在菜单中，开启如下的有线网卡驱动支持。

Device Drivers —> Network device support —> Ethernet driver support —> [*] STMicroelectronics devices <*> STMicroelectronics 10/100/1000/EQOS Ethernet driver <*> STMMAC Platform bus support < > Support for snps,dwc-qos-ethernet.txt DT binding. <*> Generic driver for DWMAC <*> Allwinner GMAC support <*> Allwinner sun8i GMAC support

此仓库中源码内的dts文件中只开启了uart0这一个串口作为调试串口使用。若需要使用所有3个串口，还需要对dts文件进行修改。首先对\arch\arm\boot\dts\sun8i-v3s.dtsi进行修改，加入对串口引脚的定义。

uart0_pins_a: uart0@0 { pins = "PB8", "PB9"; function = "uart0";bias-pull-up; }; uart1_pins_a: uart1@0 { pins = "PE21", "PE22"; function = "uart1";bias-pull-up; }; uart2_pins_a: uart2@0 { pins = "PB0", "PB1"; function = "uart2";bias-pull-up; };

然后修改\arch\arm\boot\dts\sun8i-v3s-licheepi-zero.dts，使能这3个串口。

&uart0 { pinctrl-0 = <&uart0_pins_a>; pinctrl-names = "default";status = "okay"; }; &uart1 { pinctrl-0 = <&uart1_pins_a>; pinctrl-names = "default";status = "okay"; }; &uart2 { pinctrl-0 = <&uart2_pins_a>; pinctrl-names = "default";status = "okay"; };

配置完成后，对源码进行编译。

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j12 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- make modules_install INSTALL_MOD_PATH=`pwd`/output/ # install 驱动 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- make modules_install INSTALL_MOD_PATH=/media/username/sdcard_mountpoint # install 驱动到根文件系统

modules_install安装驱动的过程中会使用depmod生成驱动的依赖关系文件，在使用modprobe yout_driver.ko加载驱动时会加载依赖的驱动。推荐直接 install 到接下要制作的根文件系统中。

得到内核镜像zImage和设备树sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb，分别位于arch/arm/boot/zImage和arch/arm/boot/dts/sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb。

编译rootfs

查询编译工具链所在位置：

which arm-linux-gnueabihf-gcc

读取编译工具链里的内核版本:

cat /opt/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/usr/include/linux/version.h #查询得到 #define LINUX_VERSION_CODE  #define KERNEL_VERSION(a,b,c) (((a) << 16) + ((b) << 8) + (c))

十进制数的十二进制为0x40A03，则对应的内核版本号为4.10.3。

从BuildRoot网站上下载Buildroot源码并解压。这里我以Buildroot 2020.02为例。

cd ~/Downloads wget https://buildroot.org/downloads/buildroot-2020.02.8.tar.gz tar xf buildroot-2020.02.8.tar.gz -C ~/code/licheepi-zero cd ~/code/licheepi-zero/buildroot-2020.02.8 mv buildroot-2020.02.8 buildroot-2020.02 # 重命名 make menuconfig

在编译之前，需要安装BuildRoot的依赖项。

sudo apt install python texinfo unzip

通过menuconfig配置

Target Architecture (ARM (little endian)) ---> Target Binary Format (ELF) ---> Target Architecture Variant (cortex-A7) ---> Target ABI (EABIhf) ---> Floating point strategy (VFPv4-D16) ARM instruction set (ARM) Target options ---> Target Architecture (ARM (little endian)) ---> Target Binary Format (ELF) ---> Target Architecture Variant (cortex-A7) ---> Target ABI (EABIhf) ---> Floating point strategy (VFPv4) ---> ARM instruction set (ARM) ---> 编译工具链配置： Toolchain ---> Toolchain type (External toolchain) ---> * Toolchain External Options * Toolchain (Custom toolchain) ---> Toolchain origin (Pre-installed toolchain) ---> /opt/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/) Toolchain path ($(ARCH)-linux-gnueabihf) Toolchain prefix 改为工具链前缀是： arm-linux-gnueabihf External toolchain gcc version (7.0.x) ---> External toolchain kernel headers series (4.10.x) ---> External toolchain C library (glibc/eglibc) ---> [*] Toolchain has SSP support? (NEW) [*] Toolchain has RPC support? (NEW) [*] Toolchain has C++ support? [*] Enable MMU support (NEW)

可以在Target packages中选择自己需要的模块。这里以minicom与python3为例

Target packages ---> Hardware handling ---> [*] minicom Interpreter languages and scripting ---> [*] python3 python3 module format to install (.py sources and .pyc compiled) ---> core python3 modules ---> External python modules ---> [*] python-pip [*] python-serial

编译

make

如果出错则使用make clean然后再编译。
编译完成后，生成的根文件系统在output/images/rootfs.tar。

可以使用如下配置对应工具

make busybox-menuconfig # 配置busybox

测试屏幕

cat /dev/urandom > /dev/fb0 # 雪花 cat /dev/zero > /dev/fb0 # 黑屏

烧录镜像

对tf卡进行分区，注意查看自己的tf卡的设备，假设设备为/dev/sdb。使用GParted对tf卡进行格式化和分区。

新建存放系统镜像设备树与启动脚本的boot分区。右键点击未分配的空间，选择新建，新建一个前部有1M空闲空间，大小为32M的FAT32分区，命名为boot。
选择剩余的所有空间，创建一个ext4格式的rootfs分区（即为点击新建后默认的选项）。
确认无误后，点击绿色的对勾提交更改，TF卡格式化就完毕了。

烧录uboot

cd ~/code/licheepi-zero/u-boot sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdb bs=1024 seek=8

uboot启动配置

使用启动脚本。启动脚本用于指定u-boot的启动行为，包括内核与设备树的文件名、应该将哪个分区挂载为rootfs等。

在~/code/licheepi-zero/目录下，新建boot.cmd，将下面内容写入。

setenv bootargs console=ttyS0, panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk0p2 earlyprintk rw load mmc 0:1 0x zImage load mmc 0:1 0x sun8i-v3s-licheepi-zero.dtb bootz 0x - 0x

ttyS0是使用uart0作为内核启动加载信息的输出对象，可以选用tty0直接将信息显示到tft lcd屏幕上。当然可以同时都开启。

然后，编译启动脚本。

mkimage -C none -A arm -T script -d boot.cmd boot.scr

得到的boot.scr即为启动脚本，将其复制到boot分区，即完成了可启动tf卡的制作。

烧录Linux内核和设备树

将licheepi-zero/linux/arch/arm/boot/zImage和licheepi-zero/linux/arch/arm/boot/dts/sun8i-v3s-licheepi-zero.dtb两个文件复制到boot分区中。

烧录根文件系统

将licheepi-zero/buildroot-2020.02/output/images/rootfs.tar解压到rootfs分区中。这必须要使用命令行操作，请确认rootfs挂载的路径，通常来说为/media/用户名/rootfs

sudo tar xf licheepi-zero/buildroot-2020.02/output/images/rootfs.tar -C /media/用户名/rootfs sudo sync # 将更改写入卡中

常用功能的添加

编译驱动注意事项

驱动编译的内核树要和Linux内核的源码一致，否则insmod报invalid module format错误（最好将驱动放入Linux源码一起编译）

WIFI RTL8723bs

涉及到Linux内核和buildroot根文件系统

参考教程

参考教程1
参考教程2

Linux内核配置

menuconfig配置开启r8723bs驱动

Device Drivers Staging drivers 
  
    Realtek RTL8723BS SDIO Wireless LAN NIC driver

通过module_install将驱动和依赖安装到根文件系统

添加WIFI固件

mkdir -p /lib/firmware/rtlwifi/ #拷贝 rtl8723bs_nic.bin 到根文件系统的 /lib/firmware/rtlwifi/ 目录下

加载驱动

modprobe r8723bs.ko

根文件系统配置

添加网络配置工具

 buildroot -> make menuconfig -> Target packages -> Networking applications <*> wireless tools <*> wpa_supplicant <*> 所有子功能

wpa_supplicant添加配置文件: 编辑/etc/wpa_supplicant.conf文件

ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant ctrl_interface_group=0 ap_scan=1 network={ 
    ssid="ZQH" scan_ssid=1 key_mgmt=WPA-EAP WPA-PSK IEEE8021X NONE pairwise=TKIP CCMP group=CCMP TKIP WEP104 WEP40 psk="" priority=5 }

wifi配置

ifconfig wlan0 up # 启动wlan0 wpa_supplicant -B -c /etc/wpa_supplicant.conf -i wlan0 # 通过配置文件链接wifi udhcpc -i wlan0 # 自动获取ip地址 wpa_cli -iwlan0 status # 查看网络状态 ping 192.168.1.1 #最后尝试下ping网络

开机自启动

添加/etc/init.d/connect_wifi.sh

#!/bin/sh insmod /usr/lib/r8723bs.ko #加入驱动 ifconfig wlan0 up　　　　　　#开启wifi wpa_supplicant -B -d -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant.conf　　　　#搜索wifi sleep 3s udhcpc -i wlan0　　　　　　　#连接wifi

编辑/etc/init.d/rcS

添加以下内容让他开机启动 # Add By ZQH 2018.1.27 start if [ -e /etc/init.d/connect_wx.sh ]; then /etc/init.d/connect_wx.sh fi

Qt移植

可以自己下载源码编译，也可以通过buildroot完成构建

参考教程

交叉编译sqlite3和zlib
源码交叉编译Qt
- Qt4
- Qt5.9
通过buildroot编译Qt
- 参考1
- 参考2

注意事项

Qt的交叉编译器要与根文件系统和Linux内核一致，保证共享库文件(.so)不冲突
我测试的，根文件系统\lib文件下包括的.so共享文件
- 交叉编译器编译最后要链接的库文件
  一般位于arm-linux-gnueabihf-gcc/arm-linux-gnueabihf-gcc/lib下，而不是arm-linux-gnueabihf-gcc/lib(该文件夹是HOST交叉编译工具运行时需要的共享库)
- Qt install生成的llib目录下的共享库
配置target系统的/etc/profile下的环境变量
gnueabihf不支持gnueabi下softfloat库
编译Qt的程序，需要修改Qt install的qws/下的qconfig.h对于交叉编译工具链的定义的变量

uboot设备树和内核设备树

点屏之SPI屏

参考教程

参考1

内核

内核添加fbtft驱动
设备树使能spi0，并配置spi下的lcd设备
删除默认的RGB的framebuff节点

Uboot

linux内核设备树删除framebuff节点，uboot仍然会初始化RGB的驱动，只是内核会使用spi显示
如果需要完全去除RGB上的显示，需要在uboot里关闭显示

Ethernet

思路

STMicroelectronics中移植对V3S的MAC和PHY的代码支持
licheepi_zero_defconfig中配置打开STMMAC_ETH及其依赖项
menuconfig中按上面打开相应配置支持

SPI屏幕的支持(`fbtft`的移植)

针对4-wire SPI设备

思路 : 通过dmesg | grep fb查看fb驱动模块载入信息

根据内核版本选择合适的fbtft版本
修改fbtft中的bug
- GPIO的申请问题
- fbtft_bus.c对cs的数据传输置位
DTS配置SPI
- bias-pull-up : 配置MOSI和MISO的上拉
- bgr
- reset-gpios、dc-gpios、led-gpios
- fps : 配置合适的大小
fb_st7735s.c : 添加对具体设备的支持
- 关键是init的配置

Debian根文件系统的移植

移植部分简介

Debian根文件系统
驱动移植
桌面系统的移植

移植好debian后，好多debian下的工具用起来比buildroot简单些，且硬件支持都很好

Debian根文件系统制作

参考教程

Debian 9.9文件系统
创建swap分区

HOST环境: Deepin20

---------------------------------①---------------------------------------------------------- # 创建文件系统目录 mkdir /opt/rootfs -p # 安装移植的必需库 # debootstrap用于制作Debian文件系统 # qemu-user-static用于模拟arm环境，实现非arm的HOST正常chroot apt-get install debootstrap -y apt-get install qemu-user-static -y # 制作文件系统step 1 - 下载 cd /opt/ debootstrap --foreign --verbose --arch=armhf stretch rootfs http://ftp2.cn.debian.org/debian #debootstrap --foreign --verbose --arch=armhf stretch rootfs http://ftp.de.debian.org/debian 挂载 mount --bind /dev /opt/rootfs/dev/ mount --bind /sys /opt/rootfs/sys/ mount --bind /proc /opt/rootfs/proc/ mount --bind /dev/pts /opt/rootfs/dev/pts/ cp /usr/bin/qemu-arm-static /opt/rootfs/usr/bin/ chmod +x /opt/rootfs/usr/bin/qemu-arm-static 解压 LC_ALL=C LANGUAGE=C LANG=C chroot rootfs /debootstrap/debootstrap --second-stage --verbose 可以在这个时候, 安装任何东西 LC_ALL=C LANGUAGE=C LANG=C chroot rootfs #安装SSH apt install ssh 方向键变ABCD问题解决如下 echo "set nocp" >> ~/.vimrc source ~/.vimrc #修改sshd_config文件SSH支持root登录 vi /etc/ssh/sshd_config 添加 PermitRootLogin yes 删除qemu-arm-static, 深藏功与名 rm rootfs/usr/bin/qemu-arm-static 卸载 umount /opt/rootfs/dev/ umount /opt/rootfs/sys/ umount /opt/rootfs/proc/ umount /opt/rootfs/dev/pts/ cd /opt/rootfs/ 压缩 tar cvzf ../debian9.9.rootfs.gz . 解压debian9.9.rootfs.gz到SD卡 tar xvzf debian9.9.rootfs.gz /media/user_name/sdb -----------------------------------②---------------------------------------------------------------- #如果前面没设置root密码，后续设置root密码操作： cp /usr/bin/qemu-arm-static /opt/rootfs/usr/bin/ chmod +x /opt/rootfs/usr/bin/qemu-arm-static LC_ALL=C LANGUAGE=C LANG=C chroot rootfs passwd root 输入两次密码。 exit cd /opt/rootfs/ tar cvzf ../debian9.9.rootfs.gz . 解压debian9.9.rootfs.gz到SD卡 -----------------------------------③---------------------------------------------------------------- 后面安装软件 cp /usr/bin/qemu-arm-static /opt/rootfs/usr/bin/ chmod +x /opt/rootfs/usr/bin/qemu-arm-static LC_ALL=C LANGUAGE=C LANG=C chroot rootfs #安装ifconfig支持软件 apt install net-tools exit cd /opt/rootfs/ tar cvzf ../debian9.9.rootfs.gz . 解压debian9.9.rootfs.gz到SD卡 #其他 更改源： vi /etc/apt/sources.list deb http://ftp2.cn.debian.org/debian stretch main

当移植并运行Xorg时（或者其它吃内存软件），会报内存不足，需要配置swap缓解内存压力

Gparted制作linux swap分区
通过Gparted分配1G大小的linux swap分区

在/etc/fstab中添加swap描述
```
mmk0p3 swap swap defaults 0 0 
```

系统运行后添加swap

#从文件系统划分出512M大小空间 dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1024 count=512k #格式化分区 mkswap /swapfile #激活 Swap swapon /swapfile #配置/etc/fstab, 开机自动挂载 /swapfile swap swap defaults 0 0 #赋予 Swap 文件适当的权限 chown root:root /swapfile chmod 0600 /swapfile驱动移植

驱动的移植

#在linux内核移植后, 安装到制作的根文件系统中, depmod的使用 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- make modules_install INSTALL_MOD_PATH=

桌面系统的移植

本来打算在HOST安装，但Xorg默认使用使用HOST的配置行不通，最终在target上通过apt安装了lxde

#最新的Xorg可以自动识别硬件,进行合理的Display和INPUT的配置 sudo apt install lxde

移植`SDLPAL`

参考教程

SDL介绍
sdlpal教程

基于SDL的仙剑奇侠传

#安装sdlpal apt install libsdl2-dev #进入源代码编译,下载官方游戏数据,将生成的程序放入其中执行 cd unix HOST=arm-linux-gnueabihf- make

SDL可以基于Xlib，也可以基于直接frambuff，根据需求自由发挥

支持`alsa`软件混音

参考教程

alsa配置文件

alsa使用

# !default是默认声音设置, 系统默认使用dmixer软件混音 # "hw:0,0" 表示第一个声卡的第一个设备 # aplay -D plug:dmix 1.wav & pcm.!default { 
      type plug slave.pcm "dmixer" } pcm.dmixer { 
      type dmix ipc_key 1024 slave { 
      pcm "hw:0,0" period_time 0 period_size 1024 buffer_size 4096 rate 44100 } bindings { 
      0 0 1 1 } } ctl.dmixer { 
      type hw card 0 }

X桌面系统

Linux下的桌面系统使用Xserver和Xclient的模式，Xserver负责管理显示、输入等，Xclient也就是我们常说的桌面应用程序，通过和Xserver通信，完成显示等的输出和获取输入设备的信息。但本质上，Xserver就是一个普通的程序，只不过它遵循了Xorg协议罢了，而Xclient使用了Xsever提供的开发接口。不同Linux系统的配置方式可能略有区别需要各子对待，但原理相同。

参考教程

xinit及X介绍和启动过程
linux移植xserver、tslib、gtk和桌面系统

`xinit`

xinit负责启动Xserver并管理Xsession

# xinit使用X11默认的配置启动Xserver并管理Xsession,并启动dwm桌面管理器 # 设置可以启动某个遵循Xorg协议的程序,只要启动好依赖的程序，便可以让该程序独享所有资源 xinit dwm

`xinput`

xinput负责管理所有的输入设备

# 禁用或启用某个输入设备 # xinput list查询所有输入设备 xinput disable xinput enable

`startx`和`xinit`介绍

参考教程

startx和xinit使用和介绍

注意事项

Usb-Hub只能有一个设备工作，直插的鼠标乱飘
- 原因：开发板的microUSB口不能提供足够的驱动电流，带不起鼠标和Usb-Hub
- 解决：推荐使用外部独立供电的Usb-Hub

接下来……

发布者：全栈程序员-站长，转载请注明出处：https://javaforall.net/215613.html原文链接：https://javaforall.net

荔枝派zero移植